Random noise promotes slow heterogeneous synaptic dynamics important for robust working memory computation

计算 动力学(音乐) 噪音(视频) 计算机科学 工作记忆 神经科学 心理学 算法 物理 人工智能 声学 认知 图像(数学)
作者
Nuttida Rungratsameetaweemana,Robert Kim,Thiparat Chotibut,Terrence J. Sejnowski
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:122 (3) 被引量:1
标识
DOI:10.1073/pnas.2316745122
摘要

Recurrent neural networks (RNNs) based on model neurons that communicate via continuous signals have been widely used to study how cortical neural circuits perform cognitive tasks. Training such networks to perform tasks that require information maintenance over a brief period (i.e., working memory tasks) remains a challenge. Inspired by the robust information maintenance observed in higher cortical areas such as the prefrontal cortex, despite substantial inherent noise, we investigated the effects of random noise on RNNs across different cognitive functions, including working memory. Our findings reveal that random noise not only speeds up training but also enhances the stability and performance of RNNs on working memory tasks. Importantly, this robust working memory performance induced by random noise during training is attributed to an increase in synaptic decay time constants of inhibitory units, resulting in slower decay of stimulus-specific activity critical for memory maintenance. Our study reveals the critical role of noise in shaping neural dynamics and cognitive functions, suggesting that inherent variability may be a fundamental feature driving the specialization of inhibitory neurons to support stable information processing in higher cortical regions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
完美世界应助123采纳,获得10
1秒前
犹豫的稀完成签到,获得积分10
2秒前
Owen应助xu采纳,获得10
2秒前
连难胜完成签到 ,获得积分10
3秒前
追寻书雁完成签到 ,获得积分10
4秒前
侯元正发布了新的文献求助10
4秒前
端庄的如花完成签到 ,获得积分10
5秒前
css完成签到,获得积分10
6秒前
大轩完成签到 ,获得积分10
10秒前
麦子完成签到 ,获得积分10
11秒前
正直的松鼠完成签到 ,获得积分10
13秒前
Dr_Stars完成签到,获得积分10
14秒前
18秒前
19秒前
gougou完成签到,获得积分10
21秒前
郭俊秀完成签到 ,获得积分10
22秒前
十七发布了新的文献求助10
23秒前
xu发布了新的文献求助10
25秒前
LFY完成签到 ,获得积分10
25秒前
孤傲的静脉完成签到 ,获得积分10
27秒前
年轻的醉冬完成签到 ,获得积分10
27秒前
紫罗兰花海完成签到 ,获得积分10
30秒前
忧伤的绍辉完成签到 ,获得积分10
31秒前
闪闪怀柔完成签到,获得积分10
32秒前
123123完成签到 ,获得积分10
34秒前
37秒前
xu完成签到,获得积分10
37秒前
123发布了新的文献求助10
42秒前
十七完成签到,获得积分20
42秒前
金枪鱼完成签到,获得积分10
43秒前
仿生人完成签到,获得积分10
44秒前
ethan2801完成签到,获得积分10
45秒前
耶耶耶完成签到 ,获得积分10
45秒前
铜锣湾小研仔完成签到,获得积分10
47秒前
KKKKKKK完成签到 ,获得积分10
48秒前
51秒前
CUREME完成签到,获得积分10
53秒前
123完成签到,获得积分10
53秒前
简单的铃铛完成签到 ,获得积分10
54秒前
俏皮的半夏完成签到 ,获得积分10
54秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
Walking a Tightrope: Memories of Wu Jieping, Personal Physician to China's Leaders 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3798557
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3344118
关于积分的说明 10318643
捐赠科研通 3060696
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1679769
邀请新用户注册赠送积分活动 806769
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763353